私人住宅的自主供电：最佳本地解决方案概述

各种电源

私人住宅的自主供电通常由以下方式提供：

• 电池形式的不间断电源（UPS）；
• 太阳能电池；
• 带有风力、天然气、柴油和汽油发电机的小型发电厂。

在我们国家，最常使用发电机，它以热能为代价运行 - 天然气、汽油和柴油燃料。

小型发电站或发电机

这种EPS易于使用且相对便宜。

发电机的好处：

1. 小型发电厂可以长时间工作。这仅需要燃料的存在。
2. 发电机的自动启动使其可以离线使用。
3. 一个功率为5-6千瓦的微型发电厂，可以为家里所有的电器提供电力。
4. 安装成本取决于发电机的功率、工艺质量和制造商。

这种设置的缺点包括：

1. 需要经常维护。您需要定期检查油位和燃料的存在。
2. 发电机是相当嘈杂的设备。因此，如果无法将它们安装在远离家的地方，那么即使使用消音器，它们产生的噪音也会使安装的使用不太舒适。
3. 并非所有输出端的自主微型发电厂都能够提供稳定的电压和纯正弦波。
4. 发电机需要良好的通风和独立的绝缘房间。

电池或不间断电源

此类设备在网络中有电时充电，并且在中断期间它们供电。

• 无需持续监控 UPS。只需监测电池的状况。
• 电池不需要单独的房间和很大的空间。
• 不间断电源是一种完全自主的系统，可在房屋停电时立即开启。
• 在输出端，自主设备提供稳定的电压。
• UPS 无声。

电池的缺点包括有限的工作时间和相对较高的成本。UPS 的电池寿命与其电池容量直接相关。

这样的安装将是具有独立供暖的公寓楼的正确解决方案。

太阳能发电机

太阳能电池板是一种特殊的光伏安全模块，外部由钢化纹理玻璃制成，可将阳光的吸收增加数倍。

• 这种发电机可以被认为是实现房屋自动电气化的最有希望的设备类型。
• 该装置包括一组电池，用于存储电流并在夜间供电。
• 一个特殊的逆变器连接到太阳能电池板上，能够将电流从直流转换为交流。
• 配备硅单晶的设备是最耐用的模块。它们能够工作三十年而不会减少产生的能量和效率。
• 一个正确选择的太阳能电池板能够为整个房屋提供必要的电力来操作所有家用设备。

风力发电或风力涡轮机

如果当地天气条件不允许使用太阳能发电机，则可以使用风能。

• 这种能量是通过涡轮机获取的，涡轮机位于三米高的塔上。
• 能量使用安装在自主风车中的逆变器进行转换。主要条件是风速至少为每小时十四公里。
• 发电机组还包括一个逆变器装置和储存电力的电池。

在没有自然空气流动的地方不可能安装此类设备。这是风力涡轮机的一个显着缺点。

家用便携式水力发电厂

这种用于自主供电的设备由水流供电。它们只能用于靠近小河流和溪流的房屋。因此，水力发电厂是最不常见的设备。

自主供电的优势

似乎在自主供电系统中只有一个点——这是当房子附近没有电力线时，自己拉线太贵了。然而，许多房主创建了自己的电气系统，即使他们已经连接到公共系统。

那么自主供电有什么好处呢？

• 不管。您的系统将防止因各种原因断电。自治系统也不能免受事故和其他麻烦的影响，但是如果您创建重复的设备，那么对事故的保护将达到最大。
• 在经济上。通过单一系统供电是昂贵的。创建一个独立的系统也不便宜，但许多房主发现它很快就会得到回报，而且很快就会变得不仅便宜而且有利可图。
• 在流动性方面。自主系统，建立在多种电力来源上，让您可以快速响应情况，在任何情况下都保持在光明中。

AE来源的优缺点

燃料发电机

这种发电机需要大量的燃料供应，这些燃料必须自费不断补充。大多数情况下，这种类型用于混合不间断发电，当主网络“睡着”时发电机被激活。在仅使用发电机的情况下，至少需要 2 台设备，以避免通过依次打开来避免过载。

无燃料发电机

如果您不因体积庞大而感到尴尬，那么与其他来源进行兼职工作是一个不错的选择。在微型修改中，只有水轮机。所有类型都被认为是环保的，但需要连接额外的设备。风模型取决于气流速度（至少 14 公里/小时）。

太阳能板

以替代方式获取电力的最环保方式。基于太阳光线运行的电池不仅可以为任何典型的建筑物提供电力，而且还可以产生盈余。在实践中，它们的特点是大面积的太阳能电池板，通常覆盖整个屋顶或墙壁以获得高质量的电力，并且需要额外的设备。整个系统甚至可以占据大约5-6平方米的单独房间（不包括太阳能电池板本身）。取决于景观、气候条件、阴天和晴天的比例。

视频中显示的太阳能电池板

电池

仅适用于应急电源。不充电就不能长时间工作。大多数型号只能在有逆变器的情况下充电以增加电压（例如，从 12 到 220V）。

其他家庭自主供电系统

家庭自主供电的电力必须连续产生，是一种环保的能源。用于发电的主要能源是风能、水能、生物质能、地热能和太阳能。

在太阳能电池板上为私人住宅创建自主电源是非常有利可图的。几年之内，您将在太阳能电池板的整个生命周期（40 年或更长时间）内获得完全免费的电力。回报将在很大程度上取决于购买太阳能电池板和其他设备的来源。

太阳能电池板和风力涡轮机的自主供电选项

在中国购买这种设备会比在西方国家更有利可图，而且在质量和使用寿命上差别不大。太阳能电池板能源的主要缺点是屋顶板覆盖的大面积和维护，包括清洁面板上的雪。

作为太阳能电池板运行的附加设备，逆变器用于将直流电转换为交流电和电池，其数量取决于太阳能发电厂的功率。

这种自主的太阳能源是在没有任何许可的情况下安装的。风能用于有风的地区。风力涡轮机需要逆变器才能运行。风力发电装置的高度取决于风力的强弱，例如在市区，塔的高度在10米以上。

太阳能电池板、风车和发电机的自主供电选项

当局可能需要许可证，并解释说风车是鸟类飞行的障碍。风力涡轮机会产生大量噪音。风力涡轮机也能迅速收回成本，是家庭自主供电的良好来源。水能的利用适用于有河流、湖泊的地区。在没有环境后果的小范围内，使用水轮机是非常有利可图的。

在这种情况下，有必要颁发安装水轮机的许可证。要确定这个或另一个自主供电系统对私人住宅是否有益，您需要计算购买、安装、计算自主供电系统的投资回收期并得出适当结论的所有成本。然而，使用自主电源将比使用工业电网来源更有利可图。

自主供电要求

私人住宅正常生活维持的条件之一被认为是所有安装的家用电器和设备的稳定、不间断的电力供应。无论任何外部因素如何，始终发电的自主电源完全满足这些要求。在选择一个或另一个选项时，有必要考虑自治系统对环境的影响程度。

自主电源的最终选择是根据房屋中消费者的总功率进行的。这些是带有抽水设备、空调、各种大小家用电器的供热和供水系统。无论消费者的电力如何，对供电网络都有一般要求。
毫无疑问，总功率是初步确定的，并与所选自主供电系统的能力进行比较。建议将此数字增加约15-25％，以便将来增加用电量。

对系统及其技术特性的要求完全取决于进一步的使用和分配的任务。也就是说，它可以是完全自主的电源，也可以是仅在中央网络关闭期间起作用的备用电源。在第二种情况下，备用系统运行的持续时间必须在主电源没有时设置。

必须考虑房屋所有者的实际财务能力来选择特定的自治系统。项目预算决定了购买设备的成本，以及所执行的工作。许多人试图用自己的双手为乡间别墅创建自主电源，但是，在这些情况下，需要特殊的理论和实践知识、使用工具的技能以及安装此类系统的一些经验。装配不良会导致昂贵设备运行不稳定并迅速失效。

风力涡轮机和上网电价

风力涡轮机用于家庭能源用途已在世界范围内使用了很长时间。欧洲多年来一直在生产风能——在德国、西班牙、丹麦和法国。许多其他国家，例如中国和印度，最近也开始集中发展其风能生产。

风力涡轮机具有三个主要部分：叶片、桅杆和发电机。三个大叶片螺旋桨安装在一个大桅杆的顶部，由风驱动。如果涡轮机产生的能量超过需要，它可以被发送到一般能源系统，即所谓的上网电价。这种关税适用于世界上几乎所有国家（俄罗斯除外）。

在乌克兰，2018 年，根据“上网电价”，国家按以下金额返还向电网供应“额外”千瓦电力：

• 对于高达 30 kW 的私人发电厂 - 每 1 kW / 小时 18 欧分；
• 地面工业站每 1 千瓦时 15 欧分；
• 屋顶 - 每 1 千瓦/小时 16.3 欧分。

这种方法使家庭电力生产商能够在短短 4 年内收回安装容量为 30 kW 的发电厂的所有成本，每年可赚取约 6500 美元的利润。 e. 随着风力涡轮机变得越来越流行，它们变得更便宜并且更容易为广大消费者所接受。

风力发电机的优点包括：

• 风是免费的，100% 可再生；
• 风力发电机不会排放温室气体和其他有害物质污染环境；
• 需要小区域来容纳，因为它们位于高海拔地区；
• 创造一个有趣的景观；
• 偏远地区自主供电的优秀备用电源；
• 使用“绿色关税”时的低投资回收期长达 4 年。

但风力发电机也有其缺点：

• 能源供应的初始成本高；
• 建设用地的需要；
• 该地区需要足够的风力潜力；
• 整体尺寸，建筑规范可能不允许在某些地方安装涡轮机；
• 环境噪声污染和候鸟应急分区；
• 使用水平低——高达装机容量的 30%；
• 高度的雷击危险。

回顾这些数据，似乎这种自主电力的“缺点”多于“优点”。然而，风力对环境的影响远小于煤炭或石油发电，因此对于能源稳定地区的居民来说，这种家庭自主供电是非常有前景的。

家庭自主供电风力发电机组技术特点

每种类型的风力发电机都有自己的特点，可以使用下表进行比较：

品牌/制造商	功率，千瓦	电压，V	风轮直径，m	风速，米/秒
T06/中国	0,6	24	2,6	9
T12/中国	1,2	24/48	2,9	10
T23/中国	2,3	48	3,3	10
T60/中国	6	48/240	6,6	11
T120/中国	12	240	8	11
帕萨特/荷兰	1.4	12/24/488	3,1	14
蒙大拿/荷兰	5	48/240	5	14
阿利兹/荷兰	10	240	7	12
W800/乌克兰	0,8	48	3,1	8
W1600/乌克兰	1,6	48	4,4	8

规格：

通过正确选择太阳能电池阵列、电池容量和其他组件，我们的解决方案具有以下突出特点：

• 从太阳中快速为电池充电可确保即使每天有两三个小时的阳光，您也能获得一天的能量。
• 交流发电机的快速电池充电（两到三个小时）可在阴天节省燃料并保持安静
• 高过载能力提供“生存能力”并允许您启动困难的负载，例如井泵
• 得益于合适的锂离子电池和控制系统，发电厂紧凑耐用

私人住宅的自主供电系统

使用自治系统的成本将远低于铺设新的电力线，后者需要大量的材料成本。自主电源完全由房主所有。定期保养，可长期运行。

自己的供水、下水道和供暖系统完全独立于当地公用事业。提供电力的问题要解决起来要困难得多，但是，通过使用替代电源的正确方法，这个问题相对容易克服。自主供电有多种选择，每一种都最适合特定的操作条件，包括太阳能供电系统。
所有自治系统都具有单一的操作原理，但原始电力来源不同。在选择它们时，会考虑各种因素，包括运营成本。例如，汽油或柴油发电机经常需要燃料。其他的，有条件地与所谓的永动机有关，不需要能量载体，但相反，它们本身能够通过转换太阳和风的能量来发电。

所有自主电源在它们的共同结构和工作原理上大体上是相似的。它们每个都由三个主要节点组成：

• 能量转换器。以太阳能电池板或风力发电机为代表，将太阳能和风能转化为电流。它们的有效性在很大程度上取决于该地区的自然条件和天气——太阳活动、强度和风向。
• 电池。它们是电气容器，可积聚在最佳天气下积极产生的电力。电池越多，储存的能量就越能用完。计算时使用平均每日用电量。
• 控制器。对生成的能量流的分配执行控制功能。基本上，这些设备监控电池的状况。当它们充满电时，所有能量都直接流向消费者。如果控制器检测到电池电量不足，则重新分配能量：一部分用于消费者，另一部分用于为电池充电。
• 逆变器。一种将 12 伏或 24 伏直流电转换为 220 伏标准电压的装置。逆变器具有不同的功率，计算时采用同时运行的用户的总功率。在计算时，需要留出一定的余量，因为设备在其能力极限下运行会导致其快速失效。

乡间别墅有多种自主电源，现成的解决方案辅以连接电缆、用于释放多余电力的镇流器和其他组件形式的各种元素。为了正确选择设备，您应该更详细地熟悉每种类型的替代电源。

小水电

使用水能的私人住宅的自主电力 - 水力发电（水力发电）比其他类型的可再生能源具有优势，如果系统设计和安装正确，它将对环境造成最小的环境风险。

通常，所需要的只是一条有足够水量的河流，以及流向与发电机相连的水轮机的电流速度。根据规模和所需发电量，用于水电方案的小型发电厂分为以下几类：

1. 小型水力发电通过将所产生的能量直接馈送到为多个家庭供电的公用电网，产生 100kW (1kW) 和 1MW (兆瓦) 之间的电力。
2. Mini Scale Hydro Power (mini-scale)，产生 5kW 至 100kW 的电力，直接将其馈入公共电网或使用交流电源的独立系统。
3. Micro Scale Hydro Power (micro-scale)，国内河流 EPS 方案，带有直流发电机，可作为独立系统的一部分产生数百瓦至 5kW 的电力。

微型水力发电厂（水力发电厂），根据水资源的种类，分为：

• 渠道 - 平原上有人工水库的小河流；
• 静止的 - 高山河流；
• 工业企业的水滴提水；
• 移动 - 水流通过加强装置进入。

以下类型的涡轮机用于运行小型水力发电厂：

• 水压 > 60 m - 铲斗和径向-轴向；
• 压力为 25-60 m - 径向 - 轴向和旋转刀片；
• 在低压 - 钢筋混凝土装置中的螺旋桨和旋转叶片。

可以使用水轮或脉冲涡轮机设计使用 Hydro、Mini Hydro Systems 或 Micro Hydro Systems 的自主家庭电源。特定场地的发电潜力将​​取决于水流​​量，而水流量又取决于场地的条件和位置，以及场地的降雨特征。水轮和水轮机非常适合任何小型水电计划，因为它们从流动的水中提取动能并将该能量转换为驱动发电机的机械能。

可以从河流或流水中获得的最大电量取决于河流中特定点的能量。但水轮机并不完美，因为水轮机内部会因摩擦而产生功率损失。大多数现代水轮机的效率为 80% 至 95%，可用作私人住宅的小型发电厂。小型水力发电厂以可靠的原理运行。水通过液压驱动器作用在涡轮叶片上，使发电机转动，从而发电。

该过程由自动化系统控制。可靠的自动化系统可保护设备免受过载和故障的影响。现代水力发电机的设备将施工期间的安装工作减少到最低限度，并创造了最佳的电力能源供应。

自主电源 mini-HPP 的设计完全符合涡轮机和液压装置的参数，以产生所需的速度和电流。

小型水力发电厂的优势包括：

• 设备的环境安全；
• 1千瓦时的电力成本低；
• 方案的自主性、简单性和可靠性；
• 主要资源的取之不尽用之不竭。

小型水力发电厂的缺点包括在该国生产全套必要设备的材料、技术和生产基础薄弱。

替代电力的类型

消费者总是面临一个基于问题的选择，哪个更好？这个计划意味着，首先，获得一种新型电力的成本，其次，这个设备可以工作多长时间。也就是说，它会盈利吗？整个想法会得到回报吗？如果得到回报，那么在多长时间之后？让我们说，还没有人取消存钱。

正如你所看到的，这里有足够的问题和问题，因为自己动手电不仅是一件严肃的事情，而且相当昂贵。

发电机

让我们从最简单的安装开始。它的简单性在于您需要购买一台发电机，将其安装在符合消防安全法规的安全封闭空间中。接下来，将私人住宅的电网连接到它，填充液体燃料（汽油或柴油燃料）并打开它。之后，您的房屋中就会出现电力，这仅取决于发电机油箱中是否存在燃料。如果您考虑自动燃料供应系统，那么您会得到一个小型火力发电厂，这将需要您最少的存在。

汽油发电机

此外，发电机是可靠且方便的装置，如果操作得当，它们几乎可以永久工作。但有一瞬间。目前市场上有两种类型的发电机：

• 汽油。
• 柴油机。

哪个更好？比方说，如果您需要一种可以持续使用的替代能源，那么请选择柴油。如果是临时使用，那就是汽油。这还不是全部。柴油发电机的外形尺寸较大，与汽油相比，运行时噪音很大，并排放大量的烟气和废气。另外，它更贵。

最近市场上出现了可以使用天然气和液化气运行的气体发生器。一个不错的选择，环保，不需要特殊的安装空间。例如，可以将多个气瓶一次连接到一台发电机，这将自动连接到设备。

燃气发电机

碳氢燃料的替代品

在三种类型的发电机中，燃气是最好和最有效的。但是燃料（液体或气体）的成本并不便宜，所以你应该考虑如何自己生产燃料，投资最少的钱。例如，可以从生物质中获得的沼气。

顺便说一句，今天称为生物的替代能源类型可以替代几乎所有替代能源。例如：

• 沼气是通过发酵粪便、鸟粪、农业废弃物等获得的。最主要的是安装用于捕获甲烷的设备。
• 例如，从垃圾填埋场中的垃圾中提取所谓的纤维素标准。或者，正如专家所说，垃圾填埋气。

IBGU-1 - 沼气厂

• 从大豆和油菜籽，或者更确切地说，从它们的种子中，可以产生脂肪，从中可以获得生物太阳能燃料。
• 甜菜、甘蔗、玉米可用于生产生物标准具（生物汽油）。
• 科学家已经证明，普通藻类可以积累太阳能。

也就是说，有大量的科学发展可以产生替代形式的能源。其中许多已经得到实际应用。例如，IBGU-1 装置，借助它，每天可以从粪便中获得多达 12 立方米的沼气。国内农民很欣赏科学家的工作，所以这台设备很快就卖光了。

各种发电机

在为自主备用电源选择发电机时，不仅要考虑一套设备的成本，还要考虑燃料的价格。放置和操作场所的参数必须符合规章制度。这也是一笔很大的投资。

气体发生器

气体发生器

可以放在没有暖气的房间里。他们发出很小的声音。对于液化气，需要特殊的容器——储气罐或钢瓶。一瓶50升的水足够小房子15小时的供电。如果使用主燃气，必须妥善做好室内排风通风。起草并与燃气服务部门协调用于连接设施的一揽子文件。

汽油发电机

汽油发电机 DDE GG3300P

优点：能够在低于零的温度下工作，燃料的可用性。他们有 5-7 小时工作的动力资源，然后需要休息 1 小时。自动化不包含在基本包中。您需要单独购买、安装、配置。无需经营许可证。

柴油发电机

可以在任何天气条件下工作。经济——油耗比汽油少1.5倍。运行时间 - 6-15 小时，具体取决于油箱的容量。缺点：与汽油相比，噪音、废气、维护费用昂贵。要在寒冷的日子开始，有必要在温暖的房间里提供燃料储存。

非常规电源

自制风力发电机的方案

其中包括风力涡轮机，它只能在风不断吹的地方工作。使用来自地球内部的热水的地热装置。但是这样的水富含矿物质和毒素。您不能将其合并到开源中。

太阳能板

借助太阳能电池板为乡间别墅提供备用电源是一种昂贵但很好的解决方案。该设备环保、静音。该套件由模块、控制器、逆变器单元、电池组成。缺点是价格高。

可以选择组合使用不同的备用电源。